铁/铬液流电池储能技术产业向前迈进:源广流长 “铬”显神通

类别:行业 机构:国泰君安证券股份有限公司 研究员:庞钧文/石岩 日期:2022-06-30

本报告导读:

    2022 年1 月,国家电投自主研发的铁/铬液流电池堆“容和一号”量产线投产,单条产线可年产5000 台30kW级电堆,标志着铁/铬液流电池储能技术产业化向前迈进了一大步,为液流电池储能技术带来了新的增长点。

    摘要:

    投资建议:铁 /铬液流电池产业目前处于导入期,其研发速度在过去一直都较为缓慢,甚至几乎停滞。此次国家电投的“容和一号”电堆量产线的投产标志着铁/铬液流电池技术产业化的一次重要迈进,也为液流电池储能技术带来了新的增长点。我们认为在铁/铬液流电池产业化的进程中,电池端和材料端的相关企业都将受益:1)电池端的电堆技术壁垒高,具有长期技术积累和资本优势的企业将保持竞争力,国内主要企业为国家电投集团,受益标的:电投能源;PCS 环节推荐固德威;变频器环节推荐汇川技术。2)原材料端电解液和隔膜是决定铁/铬液流电池的性能的重要因素,其中隔膜的成本占比最高。

    电解液环节受益标的:振华股份;隔膜环节受益标的:东岳集团。

    媲美全钒,成本更低。铁/铬液流电池与全钒液流电池一样,都采用水系电解液,活性材料反应温和,无爆燃风险,具有原理层面的本征安全性,且循环寿命都在10000 次以上。区别在于,铁/铬液流电池的工作物质是廉价的铁和铬,来源广、供给足,材料成本较全钒液流电池大大降低。同时,铁/铬液流电池的电解液为氯化盐,水溶温区也较全钒液流电池的硫酸盐更宽,在高低温环境下的工作性能更优。

    技术创新,解决痛点。铁/铬液流电池在过去产业化发展缓慢的原因在于负极可逆性差、析氢严重,不仅降低能量效率还带来了安全隐患。

    同时,过去的隔膜技术难以兼顾低互串率和高电导率,致使电池内阻大且容量衰减较快。国家电投集团科学技术研究院通过使用混合电解液,设置负极催化剂以及电解液再平衡系统,有效解决了以上问题,为铁/铬液流电池的实用化提供了重要保障。

    老树新枝,鲜有对手。由于铁/铬液流电池属于最早的液流电池方案,且关键技术问题长期得不到解决,因此国外在90 年代后几乎放弃了对该技术的研发,国内研发进度也非常缓慢,关注度远不及全钒液流电池。得益于近年来铁/铬液流电池技术的发展,以及其巨大的成本优势,该技术再获关注,目前真正掌握核心技术的企业数量较少。

    风险提示。实际运行效果不及预期、产业链形成不及预期、其他新型储能技术的威胁等风险